Prednosti korištenja bioplina:

Transcript

1 MALE BIOPLINSKE ENERGANE I ENERGETSKI AUTONOMNI STAKLENICI ZA OBITELJSKA GOSPODARSTVA Dr.sc. Branimir Hrastnik branimir.hrastnik@bj.t com.hr Prednosti korištenja bioplina: 1. Mikroekonomske značajke: Autonomni izvor toplinske, rashladne i električne energije, manji vlastiti troškovi kroz supstituciju fosilnih goriva i električne energije iz mreže Dodatni prihodi od prodaje viškova električne, toplinske i rashladne energije i eko-gnojiva Veća konkurentnost male obiteljske farme Manji štetni utjecaji farme na okoliš 1

2 Prednosti korištenja bioplina: 2. Makroekonomske značajke: Aktivira lokalne i regionalne resurse: projektante, domaću opremu (~80%), razvija domaće usluge za konzalting, servis i održavanje, potiče se tehnološki razvoj na obiteljskim gospodarstvima, stvara uvjete za eko-proizvodnju i eko-turizam. Stvara nove dodatne vrijednosti u obiteljskim gospodarstvima, koje postaje konkurentno u EU Poljoprivreda, energetika i ekologija zatvaraju prirodni ciklus, kojim se smanjuju emisije stakleničkih plinova i devastacija poljoprivrednih površina. PRINOSI BIOPLINA IZ GNOJNICE VRSTA SJ Gnojnica [m 3 /grlo god] Suha tvar [%] [m 3 /SJ d] Tovna junad ,56-1,5 Muzne krave 1,2 19,8 " " Tovni bikovi 0,7 8,3 " " Telad do 1 god. 0,2 2,9 " " Tovna telad 0,3 1,4 " " Tovne svinje 0,12 1,62 2,5 13 0,60 1,25 Mlade svinje kg 0,02 0,36 " " Mlade svinje kg 0,06 1,08 " " Mlade svinje kg 0,16 1,62 " " Krmača sa 19 praščića 0,46 6,0 " " Tovni pilići 0,0023 0, ,5 4,0 Koke nosilice 0,0030 0,07 " " 2

3 PROCJENA ENERGETSKOG POTENCIJALA BIOPLINA NA OBITELJSKOJ FARMI Vrsta Broj grla Gnojnica [m 3 /d] Broj SJ [m 3 /a] Energetska vrijednost [kwh/d] Muzne krave ~ 83 4,5 ~ Tovna junad ~ 100 4,9 " " " Tovni bikovi ~ 143 3,3 " " " Tovne svinje ~ 800 3,6 " " " Koke nesilice ~ ,6 " " " TIPIČNI PARAMETRI ZA PROJEKTIRANJE I POGON BIOREAKTORA Prinosi bioplina 1 SJ [m 3 /a] bioplina Silažni kukuruz sa 1 ha [m 3 /a] bioplina Trava sa livade 1 ha [m 3 /a] bioplina 1 t tekuće gnojnice [m 3 ] bioplina 1 t silažnog kukuruza [m 3 ] bioplina 1 t trave sa livade [m 3 ] bioplina Volumen biološkog reaktora 100 SJ H-cilindar: 150m 3, V-cilindar: 250m 3 1 ha silažnog kukuruza Volumen cca m 3 Volumni unos biomase u reaktor 2 4 (max. 7) [kg ost /m R3 d] kod 38 C Energetski prinos 1 SJ W t instalirane snage Silažni kukuruz sa 1 ha 3 4 kw t instalirane snage m 3 /d bioplina 1 kw e instalirane el. snage 3

4 Količine bioplina u zavisnosti od radne temperature i perioda razgradnje Procesi anaerobnog truljenja: Psihrofilni (10 20 C); vrijeme 90% razgradnje 90 d Mezofilni (30 40 C); vrijeme 90% razgradnje 30 d Termofilni (50 60 C); vrijeme 90% razgradnje 10 d Prinosi bioplina i metana 100 Relativni postoci, % Retenciono vrijeme, dani 50 C 40 C 30 C 20 C Metan 50 C Metan 40 C Metan 30 C Metan 20 C Sastav bioplina iz poljoprivrede Volumni sastav bioplina: Metan CH % (Prir.plin 87 98%) Ugljični dioksid CO % Sumporovodik H 2 S 0 0,5% Amonijak NH 3 0 0,05% Vodene pare 1 5% Dušik N 2 0 5% Silikati 0 50mg/m 3 b.pl. Pred upotrebu u motorima ili plinskim turbinama bioplin treba očistiti od štetnih primjesa, što uključuje: Ugljični dioksid Sumporovodik Vodenu paru 4

5 ENERGETSKE POTREBE OBITELJSKOG GOSPODARSTVA 1. BIOPLINSKO POSTROJENJE Električni manipulatori i elektro-mehaničke miješalice Sušara za kukuruz, ventilatori u silosu i mlin Grijanje mezofilnog digestora (35-38 C) Ostala električna oprema 2. STAKLENIK Grijanje i ventilacija Opcija: Dodavanje CO 2 3. HLADNJAČA Apsorpcijski rashladni agregat (~ 5 C) Kompresijski zamrzivač (~ -18 C) 4. STAMBENI OBJEKT Grijanje i klimatizacija stambenog objekta Električna energija za električne uređaje i rasvjetu 30kW e BIOPLINSKO POSTROJENJE Staklenik 28 kwt Silažni kukuruz (10ha) Bioreaktor 400 m 3 65% CH4 Spremnik biplina 700 m 3 35% CO2 SILOS 650 m 3 Pužni transport 1,2 t/d 12 kwt Spremnik ostataka anaerobnog vrenja 800 m 3 90 m 3 Postrojenje za tretiranje ostataka vrenja 100 tovne junadi 900 tovnih svinja 8,5 t/d 45 C 35 C CO2 D Hladilo 5-10 C Kompresor A 97-98% CH4 2-3% CO bar Suho i tekuće poljoprivredno gnojivo H2O Hladilo 5-10 C Analizator CO2, CH4, H2S i O2 *) A - Kolona za apsorpciju CO2 i H2S D Kolona za desorpciju CO2 i H2S 0,4kV Zrak Mikro plinska turbina, 110 kwgorivo Stambeni objekt 24 kwt 0,4kV 30kWe G K T 230MJ/h 70 C 90 C 5

6 MIKROPLINSKA TURBINA FUNKCIONALNA SHEMA Komora za izgaranje Ispušni plinovi, 950 C Atm. zrak Ispušni plinovi rekuparatora, 270 C Voda 70 C 500V; 2,5kHz Generator Ispust u atmosferu 0,8kg/s kod 85 C Kompresor 2kW e Turbina Izmjenjivač topline Voda 50 C Ispušni plinovi turbine, 650 C ENERGETSKO POSTROJENJE Mikroplinska turbina 30kW e Električni neto učin [kw e ] 28 Toplinski učin [kw t ] 64 Potrošnja goriva [kw] 115 Stupanj iskorištenja η t 80% Ulaganja [ /kw e ] ~ 750 Troškovi održavanja vrlo niski Stupanj el.pretvorbe 25-30% Temperatura rashl. vode C Zračni ležajevi, o/min Upravljanje P el /P t izvrsno Radni vijek dugi Buka bešumno Emisije NO x niske Zamjensko gorivo LNG, LPG 6

7 POLIKARBONATNI STAKLENIK (PKS) PKS, u odnosu na plastenike i staklenike, koje sada susrećemo u praksi ima: dvostruko niže toplinske gubitke tijekom zime dvostruko veću propusnost danjeg svijetla tijekom oblačnih zimskih dana u odnosu na plastenike znatno veće neto toplinske dobitke tijekom zimskih sunčanih dana u odnosu na plastenike i staklenike znatno veću otpornost na tuču, udare tvrdih predmeta i olujnog vjetra višestruko duži vijek trajanja u odnosu na plastenike specifična ulaganja (po 1m 2 i po godini eksploatacije) na razini konvencionalnih staklenika i plastenika IZRAĐEN PKS 7

8 ZAKLJUČCI I PREPORUKE, kao i ostali OIE, značajan je doprinos novoj energetskoj viziji RH, gdje najprije energetska učinkovitost (kogeneracija kod energetske pretvorbe, te korisna toplinska, rashladna i električna energije bez gubitaka do mjesta potrošnje) i diverzifikacija izvora (supstitucija NIE) donose prije svega smanjenje potrošnje fosilnih goriva i manju ovisnost o uvozu energije i fosilnih energenata, ali i znatno bolju zaštitu okoliša, te brojna nova radna mjesta u proizvodnim zanimanjima. Posljedica: održiv razvoj poljoprivrede na selu! U godinama gospodarske recesije treba očekivati, da će bioplin i biomasa, zajedno sa ostalim OIE ponuditi svojevrstan New Deal hrvatskim razvojno-obrazovnim institucijama, te projektantima i proizvođačima opreme na dobrobit malih i srednjih poduzetnika i zaposlenika u sektoru poljoprivrede. Hvala na pažnji! 8